近年来,氮化镓(GaN)作为第三代半导体材料的代表,在全球范围内引起了广泛关注。中国作为全球重要的半导体市场之一,其GaN产业的发展尤为突出。就在上个月,美通社发表了一篇文章,指出华为在无线通信领域的长期领先,正是由于其在中国拥有完善的GaN供应链。这不仅凸显了GaN在现代通信技术中的关键作用,也反映出中国在该领域的强大产业基础和创新能力。那么,在政策支持和市场需求的双重推动下,中国的GaN产业到底发展得怎么样了?本文将从多个角度深入剖析,带大家一探究竟。
一、沿海分布的GaN产业:长三角地区的产业集群
GaN的产业链范畴大致包括GaN单晶衬底(以SiC、Si、蓝宝石为衬底)、GaN材料外延、器件设计、制造以及封测,各个环节国内均有企业涉足。据MIR 睿工业了解,目前中国的GaN产业主要集中在东南部沿海地区,尤其是以上海、江苏和浙江为中心的长三角地区。
长三角地区集中了大量研发和生产企业,拥有完善的产业链配套能力。这里汇聚了众多优秀的GaN企业,包括衬底厂商科恒晶体、镓铝光电等,外延厂商晶湛半导体、聚能晶源、汉骅半导体等,以及涉及多个环节的英诺赛科、华功半导体、能华微电子、能讯半导体等。这些企业相互协作,形成了强大的产业集群效应,推动了GaN产业的快速发展。
二、中国的GaN“黑马”:技术与市场的佼佼者
中国GaN行业近年来发展迅速,一批企业凭借自身优势在市场中崭露头角。这些企业在技术研发、市场应用和产业布局上展现出独特的优势,成为行业内的“黑马”。
(一)衬底制造商——镓特半导体
镓特半导体科技(铜陵)有限公司成立于2017年,注册资本为4.2亿元人民币,主要从事研发、生长、制造大尺寸的高质量、低成本自支撑GaN衬底。
国内首家4英寸GaN衬底量产厂商:镓特半导体目前产品主要包含2英寸和4英寸GaN衬底,是国内第一家实现4英寸GaN衬底量产的厂商。其产品广泛应用于半导体功率激光器、光通信、LED、航天、新能源汽车驱动等领域。
大尺寸GaN衬底研发:目前,镓特半导体的技术水平能够生产4英寸的GaN衬底,4英寸以上衬底生长技术仍在研发阶段。未来,镓特半导体将进一步加大研发投入,实现4英寸以上GaN衬底的量产,进一步提升其在市场中的竞争力。
(二)外延片制造商——汉骅半导体
苏州汉骅半导体有限公司成立于2017年,主要从事第三代半导体GaN外延材料的研发、设计、制造和销售。
GaN功率外延与光电外延:汉骅半导体的GaN功率外延产品覆盖射频开关、高低压快充,应用于快充、无线充电、手机射频开关、新能源汽车充电、音响功放、IDC、储能、数据中心等30V - 1200V领域。此外,汉骅半导体还拥有完整的Micro-LED IDM产线,2023年发布了全球最小的2微米超过4k PPI Micro-LED微显示芯片。
国内最大GaN外延片工厂:汉骅半导体在苏州工业园区核心区域已建成约20000平方米厂区,年产能约30万片4/6/8英寸兼容高端GaN材料产线,以及8英寸3DIC Hybrid Bonding芯片产线,是目前国内已建成的产能最大的生产基地。
(三)IDM制造商——英诺赛科
英诺赛科(珠海)科技有限公司成立于2015年,致力于第三代半导体硅基GaN研发与产业化发展。其母公司英诺赛科(苏州)科技股份有限公司于2024年12月30日在港交所上市。英诺赛科采用IDM全产业链模式,集芯片设计、外延生长、芯片制造、测试与失效分析于一体。
全球GaN功率半导体企业排名第一:根据招股说明书显示,英诺赛科2023年GaN功率半导体业务的收入为592.7百万元人民币,在全球所有GaN功率半导体公司中排名第一,市场份额为33.7%。
全球首条8英寸硅基GaN功率器件生产线:英诺赛科在珠海建造了全球首条8英寸硅基GaN功率器件生产线,专门用于生产硅基GaN功率器件及外延片。截至2024年6月30日,英诺赛科珠海生产基地的产能为每月12,500片晶圆,实现了产业规模的商业化。英诺赛科计划在未来5年内将产能加至每月70,000片晶圆。
三、稳健增长点:5G、消费电子、新能源汽车
GaN功率器件具有禁带宽度大、热导率高、耐高温、抗辐射、耐酸碱、高强度和高硬度等特性,且制造成本得到控制,目前已经在新能源汽车、半导体照明、新一代移动通信和消费电子领域中得到广泛应用。
(一)5G通信
在5G通信领域,GaN功率器件凭借其高频特性、高功率密度和低损耗优势,已成为5G基站中的关键组件,尤其在功率放大器和其他射频器件方面发挥着重要支撑作用。例如,GaN功率放大器能够显著提高5G基站的输出功率和线性度,从而满足5G通信对高数据传输速率和低延迟的要求。
截至2024年11月,中国5G基站总数已经突破419万,提前完成了“十四五”5G建设目标。2024年12月26日,工信部会议强调,2025年力争累计建成5G基站450万座以上,并提升极端场景应急通信保障能力。随着5G网络的不断建设和升级,对GaN功率器件的需求将持续增长。此外,中国还将有序推进5G向5G-A升级,这将进一步带动GaN器件的发展。
(二)消费电子
在消费电子领域,GaN功率器件的应用主要体现在充电器和电源适配器上。由GaN制成的充电器具有更高的功率密度和更低的发热量,这使得它们可以实现更小的体积和更轻的重量,同时提供更快的充电速度。
2024年1 - 11月,中国市场手机出货量为2.8亿部,同比增长7.2%;其中5G手机2.41亿部,同比增长12.0%,占同期手机出货量的86.2%。随着5G手机的市场需求持续增长,GaN功率器件在5G设备中的应用也将随之增加。
(三)新能源汽车
在新能源汽车领域,GaN功率器件的应用主要集中在车载充电器(OBC)、直流/直流转换器(DC/DC)以及车载激光雷达等方面。GaN器件能够显著提升电动汽车的充电效率和续航里程,特斯拉等车企已经在其电动汽车中采用了GaN元件,以提高充电效率和降低能耗。此外,GaN功率器件在车载激光雷达中的应用也提升了雷达的性能,使其能够更好地适应复杂环境下的自动驾驶需求。
2024年中国新能源汽车产销量分别达1288.8万辆和1286.6万辆,同比分别增长34.4%和35.5%。随着新一轮“两新”政策的发布,预计2025年新能源汽车市场将继续保持快速增长,GaN功率器件在新能源汽车中的应用也将进一步扩大。
中国的GaN产业在政策支持和市场需求的双重推动下,已经取得了显著的进展。沿海地区的产业集群效应,尤其是长三角地区的强大产业链配套能力,为GaN产业的发展提供了坚实的基础。一批“黑马”企业的崛起,如镓特半导体、汉骅半导体和英诺赛科,展现了中国在GaN技术研发和市场应用方面的强大实力。随着5G通信、消费电子和新能源汽车等领域的快速发展,GaN功率器件的应用前景广阔,市场潜力巨大。虽然中国GaN产业在发展过程中仍面临一些挑战,但总体来看,未来的发展前景无疑是光明的。
来源:pcimasia氮化镓展会
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